高温氧化中活性铂物种的行为

高度分散的铂催化剂为工业过程提供了新的可能性，例如甲烷，丙烷或一氧化碳的无焰燃烧，其排放较少，并且比常规燃烧更高且符合常规燃烧。

在《《应用化学》，研究人员团队报告了哪些铂物种在高温氧化中活跃，它们可以在过程过程中进行哪些变化 - 催化剂优化的重要先决条件。

由少数金属原子组成的单个金属原子和簇具有通过活性金属物种的确切性质测定的有趣催化性质。通常，这些高度分散并沉积在诸如沸石的磷酸盐上，这是一种多孔硅酸盐框架结构，其也在催化剂的特征中起作用。即使是活跃中心的最小变化也会大大降低催化剂的效率。例如，如铂等贵金属倾向于在恶劣条件下通过烧结永久地停用。

然而，哪种特定的铂物种在高温氧化中发挥作用是难以确定的，因为在没有催化在催化中的载体中不能涉及其载体的累积而不能容易地获得大量这些物质。由Pedro Serna（Exxonmobil Research and Engineering Co.，New Jersey，USA）领导的团队以及Manuel Moliner和Avelino Corma（Spain大学Politècnicadevalència）调查了单个铂原子和小铂金集群在特殊的Cha上的行为沸石是不可擦拭的支撑，可以很好地稳定这些物种。

他们的第一个实验是利用两种不同类型的同位素纯氧分子(^16.）o（2）和（^18.）o（₂）。催化剂越活跃，更混合（^16.）o（^18.）O分子在结转原子的重组后形成。结果表明，在一个纳米下的铂簇比单个原子或更大的簇显着更具活性。但是，在温度适中（₂00°C)，随着时间的推移，微小的团簇分解成单个的铂原子和分解氧端的催化活性。

相比之下，该团队发现，对于碱的氧化烷烃，例如甲烷，在较高温度下，通过单个铂原子进行催化燃烧。它们在初始簇中的氧气流原位形成，如X射线吸收光谱和通过电子显微镜显示。这些氧化的关键步骤不是o的分裂（₂）但是破碎的C-H键，对主动场地结构的变化不太敏感。

对于CO的氧化，催化作用以铂簇为主。单个铂原子不能稳定在CO流中，因此不起作用。相对于由氧化铝制成的载体，CHA沸石在CO存在下提供了更高的活性和更大的稳定性的铂团簇。

用于甲烷燃烧的单个铂原子和用于CO氧化的小铂团簇的高稳定性，这些铂团簇经过再生或热蒸汽处理后仍被保留，为铂和硅酸盐沸石作为高效、坚固的多相催化剂用于各种高温氧化场景开辟了新的可能性。

来源:https://www.wiley.com/en-us